p Partículas girando em torno de nossa atmosfera contribuem para a mudança climática, no entanto, muito sobre como eles interagem com a luz do sol e influenciam a propagação de nuvens permanece intrigante. Estudos estão levantando a tampa sobre como essas minúsculas partículas influenciam algo tão grande como o clima, analisando-as de aviões a jato, satélites e medições do solo. p A principal causa da mudança climática é o aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Esse aumento vem acontecendo desde o início da Revolução Industrial e agora sabemos muito sobre como esse gás se comporta, captura o calor e aquece a Terra.

p Uma influência muito mais misteriosa no clima vem das partículas - ou aerossóis - suspensas no ar. Especialmente importante é o carbono negro, a fuligem que sai da vegetação em chamas e da fumaça do tráfego. Essa coisa preta é classificada como o segundo maior contribuinte para as mudanças climáticas. Mas é muito diferente do dióxido de carbono.

p "Enquanto o dióxido de carbono permanece no ar por centenas de anos, o carbono negro vive por apenas algumas semanas na atmosfera, "explicou o professor Bernadett Weinzierl, cientista atmosférico e de aerossóis da Universidade de Viena, Áustria.

p O dióxido de carbono é um gás que se mistura tão bem que suas concentrações são praticamente as mesmas em Nápoles e no Havaí. Por outro lado, a quantidade e o tipo de partículas de aerossol na atmosfera variam dependendo de onde você olha.

p Os efeitos dos tipos de partículas também diferem. O carbono negro absorve calor e faz com que o ar aqueça. A poeira mineral absorve luz, mas não tão fortemente. Algumas outras partículas refletem a luz longe da Terra. Os cientistas devem realizar um exercício de contabilidade, calculando o quanto algumas partículas aquecem a Terra, subtraindo o quanto os outros esfriam nosso planeta.

p Complicando a imagem, as partículas semeiam as gotículas de água que eventualmente formam as nuvens. Os tipos de partículas influenciam as propriedades dessas nuvens.

p Poluentes

p O Prof. Weinzierl rastreia poluentes produzidos pelo homem e partículas naturais como poeira de desertos na atmosfera em um projeto chamado A-LIFE.

p Para provar o que está flutuando em nossos céus, os cientistas do projeto voaram com o Dassault Falcon 20 bimotor do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), no Mediterrâneo oriental. Durante 22 voos, a aeronave inspirou ar para analisar as partículas girando acima e ao redor de Chipre em 2017.

p O Mediterrâneo oriental é um local ideal, porque contém fuligem da queima de biomassa, poeira do deserto do Saara e do deserto da Arábia e sulfatos e carbono negro do tráfego e da fumaça industrial. A aeronave voou a uma altitude de 300 metros e de 12 km. Ele também usou lasers para rastrear partículas no ar.

p O Prof. Weinzierl observou que quando muita poeira estava presente, mesmo as previsões meteorológicas locais tendiam a ser menos precisas. De forma similar, tais partículas podem confundir as previsões sobre o clima.

p O professor austríaco também participou de um experimento com uma aeronave de pesquisa da NASA que voou do Pólo Norte até o meio do Oceano Pacífico, para a borda externa da Antártica e backup do Oceano Atlântico. Esta missão permitiu que ela comparasse coquetéis de partículas em céus imaculados longe da influência humana, com aqueles nos céus altamente poluídos do Mediterrâneo oriental.

p O professor Weinzierl encontrou mais partículas grandes, como poeira mineral, alto na atmosfera do que o previsto. Mesmo em regiões do hemisfério norte, muito longe das fontes, Partículas de 10 a 20 mícrons foram encontradas regularmente no ar, diz o Prof. Weinzierl. O cabelo humano mede 100 mícrons de diâmetro, para comparação, enquanto o carbono negro consiste em partículas com menos de um mícron de diâmetro.

p Por outro lado, havia menos carbono negro presente do que o professor esperava alto na atmosfera. "Descobrimos que os modelos têm mais carbono negro na alta troposfera do que encontramos na natureza, "disse ela." Há menos aquecimento então, do que os modelos poderiam prever, do carbono negro. "

p Uma explicação pode ser que mais carbono negro está sendo lavado da atmosfera pela chuva do que os modelos prevêem.

p Nuvens

p Partículas de aerossol são críticas para a formação de nuvens, e diferentes tipos afetam como as nuvens se comportarão.

p "Cada gota de nuvem normalmente se forma em uma partícula de aerossol, porque as nuvens não podem se formar a partir de água pura nas condições atmosféricas, "disse Philip Stier, professor de física atmosférica na Universidade de Oxford, no Reino Unido. Gotículas de nuvem podem começar em torno de moléculas emitidas por plantas, compostos sulfurosos expelidos de vulcões ou fuligem de escapamentos de veículos, e mais.

p Mas a ciência dos aerossóis e da formação de nuvens é perplexa - e as características dos aerossóis são importantes. "Você precisa saber sobre o tamanho deles, sobre sua composição e como eles se misturam, "disse o Prof. Stier. Por exemplo, o sal marinho flutuante absorve rapidamente a umidade, enquanto o carbono negro puro tende a repelir a água.

p As próprias nuvens serão então diferentes de acordo com a forma como foram semeadas. "Uma nuvem em uma área poluída geralmente começa com mais aerossóis e, assim, forma mais gotas, "disse o Prof. Stier. No final, uma nuvem formada em torno de minúsculas partículas feitas pelo homem geralmente terá mais água abundante, gotículas menores.

p Nuvens construídas em torno de sal ou poeira do deserto geralmente contêm menos gotículas, mas cada gota - como as partículas que elas formam ao redor - é maior. "Se o ar estiver muito limpo, então, muitas vezes, as gotas da nuvem começam muito maiores, e essas nuvens podem chover muito facilmente, "acrescentou o Prof. Stier." Mas a verdadeira questão é como os aerossóis afetam a precipitação em escalas maiores. "

p Nuvens com aerossóis poluentes contêm mais gotas de água e parecem mais brilhantes. Isso reflete luz, resfriar a atmosfera. "Pode ser também que essas nuvens durem mais, "disse o Prof. Stier, 'mas esses efeitos permanecem incertos. "

p Partículas de aerossóis e nuvens introduzem incertezas nas previsões climáticas. Suas complexidades e dificuldades em termos de cálculos significam que os cientistas ainda lutam para entender as nuvens em escalas microscópicas e em grandes escalas. Mas o progresso está sendo feito.

p O Prof. Stier estudou como os aerossóis influenciam as nuvens convectivas como parte do projeto ACCLAIM. Nuvens convectivas se formam quando o ar quente sobe e incluem as nuvens cúmulos fofas que você pode ver em um dia de verão. Eles são mal representados em modelos climáticos, diz o Prof. Stier, mas novos satélites estacionários estão ajudando a rastreá-los melhor.

p Aquecer

p O Prof. Stier está agora investigando como as partículas de aerossol em nossos céus influenciam as chuvas em um projeto chamado RECAP. Ele estuda o equilíbrio de energia da atmosfera em pequenas escalas e em campos de nuvens expansivas. Por exemplo, quando chove, o calor latente é liberado na atmosfera.

p O equilíbrio de energia da atmosfera varia. “Nos trópicos, na verdade, obtemos um aumento local da precipitação (causada pela absorção de aerossóis, como carbono negro), "O Prof. Stier explicou, 'mas em latitudes médias, onde a rotação da Terra exerce um efeito mais forte e não é tão fácil desviar energia, temos uma queda muito forte na precipitação. "

p A inteligência artificial está sendo usada pelo Prof Stier para processar e compreender a massa de dados que estão sendo coletados sobre o movimento e os efeitos das partículas nas nuvens e na chuva.

p Enquanto isso, O grupo do prof. Weinzierl continua a analisar os dados do A-LIFE. O grupo austríaco desenvolveu novos métodos, incluindo um algoritmo de nuvem inteligente para os voos ATom. "Ele analisa os dados e diz se você está dentro ou fora de uma nuvem, "O professor Weinzierl disse:e 'sobre o tipo de nuvem. "

p As descobertas se acumularam. O Prof. Weinzierl confirmou que o tempo de vida do carbono negro na alta atmosfera é mais curto do que foi assumido em estudos climáticos.

p Também, seu grupo contribuiu para a descoberta de que um composto de enxofre natural é importante para iniciar a formação de nuvens na atmosfera marinha. Eles também ajudaram a revelar que as partículas recém-formadas no alto da atmosfera sobre os trópicos ajudam a semear as nuvens à medida que coagulam e descem na atmosfera.

p Entender como as partículas influenciam as nuvens - e, em última instância, o clima - tem sido um grande obstáculo para os cientistas. Mas é um obstáculo que eles estão superando por meio de melhores medições das partículas e uma melhor compreensão de suas interações e impacto sobre as nuvens e o clima.